共點(diǎn)力的平衡 學(xué)習(xí)任務(wù)單1- 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

共點(diǎn)力的平衡課例編號學(xué)科物理年級高一學(xué)期上學(xué)期課題共點(diǎn)力的平衡（第一課時(shí)）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是共點(diǎn)力的平衡？2.能夠通過理論推理，總結(jié)出共點(diǎn)力平衡的條件，體會等效替代等科學(xué)研究的思想。3.了解用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證共點(diǎn)力平衡條件的基本思路與方法。課前學(xué)習(xí)任務(wù)閱讀教材p72課上學(xué)習(xí)任務(wù)【學(xué)習(xí)任務(wù)一】回顧：物體的平衡狀態(tài)以及共點(diǎn)力的概念。判斷：哪些生活中常見的物體是在共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。思考：實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)有哪些？【學(xué)習(xí)任務(wù)三】“練一練”：1.如圖所示，物體在五個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四個(gè)力不變，請?jiān)趫D上畫出這四個(gè)力的合力的大小和方向。推薦的學(xué)習(xí)資源【課后拓展學(xué)習(xí)資源】：平衡的穩(wěn)定性鋼絲上的雜技演員、不倒翁都是在重力與支持力的作用下處于平衡狀態(tài)，但是鋼絲上的演員稍有不慎就會掉下，而不倒翁在被扳倒后卻能自動立起，這說明物體的平衡是有區(qū)別的。處于平衡狀態(tài)的物體在受到外力的微小擾動而偏離平衡位置時(shí)，若物體能自動恢復(fù)到原先的狀態(tài)，這樣的平衡叫做穩(wěn)定平衡（如圖4-3-1中間物體的平衡）;若物體不能自動回到原先的狀態(tài)，這種平衡叫做不穩(wěn)定平衡（如圖4-3-1左側(cè)物體的平衡）;若物體在新的位置也能平衡，這種平衡就叫做隨遇平衡（如圖4-3-1右側(cè)物體的平衡）。平衡物體處于何種平衡狀態(tài)，決定于平衡物體偏離平衡位置時(shí)重心高度的變化情況。例如，圖4-3-2中(a)、(b)、(c)三個(gè)圓錐體分別處于不穩(wěn)定平衡、穩(wěn)定平衡和隨遇平衡狀態(tài)。當(dāng)它們偏離平衡狀態(tài)時(shí)，(a)中物體重心高度降低，(b)中物體重心高度升高，(c)中物體重心高度不變。物體的傾倒是有原因的，我們來看下面的實(shí)驗(yàn)，如圖4-3-3所示，在一均勻木塊側(cè)面的中心上拴一根重垂線，把木塊放在一個(gè)能改變傾角的斜面上，斜面上固定一個(gè)小木樁，使木塊不能在斜面上滑動，仔細(xì)觀察重垂線與木塊的支持面相對位直的變化，看在什么情況下木塊會傾倒。從上面的實(shí)驗(yàn)可以看出，只要偏轉(zhuǎn)的角度不大，重垂線不超出物體的支持面，物體就不會傾倒。始建于1174年的著名的比薩斜塔，塔高56.7m，塔基直徑19.6m，總質(zhì)量為1.45×104t，它至今傾斜度已達(dá)5.5°，塔頂中心點(diǎn)偏離中心垂線近5m，但仍未倒塌，就是因?yàn)樗闹亓ψ饔镁€仍通過其支持面。自然界和人類都創(chuàng)造了平衡的奇跡，然而平衡能否穩(wěn)定，仍取決于重力作用線與支持面的相對位置。例如，人站立時(shí)，重力作用線通過支持面，才能保持身體的平衡。處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)的物體，它們傾倒的難易程度(即物體的穩(wěn)定程度)一般是不同的。物體的穩(wěn)定程度叫做穩(wěn)度。如圖4-3-9所示，書有三種不同的放置方式，你認(rèn)為哪種放置方式穩(wěn)度最大，為什么?平放的書重心更低，面積大，只有它偏轉(zhuǎn)很大的角度時(shí)，它的重力作用線才會超出支持面，使書翻倒。可見，這種放置方式穩(wěn)度更大。因此，若想改變物體的穩(wěn)度，我們可以從改變物體的重心以及支持面的面積來著手。例如，卡車裝貨物時(shí)，要把重